Sarkoplazmatické retikulum: struktura, funkce a nemoci

Sarkoplazmatické retikulum je membránový systém trubek umístěných v sarkoplazmě svalových vláken. Pomáhá při transportu látek v buňce a zásobách vápník ionty, jejichž uvolňování vede ke svalové kontrakci. U různých svalových onemocnění je výkon tohoto úkolu narušen, například v maligní hypertermie nebo myofascial bolest syndrom.

Co je to sarkoplazmatické retikulum?

Sarkoplazmatické retikulum je systém tubulárních membrán uvnitř svalových vláken. A svalové vlákno je ekvivalentní svalové buňce, ale má několik jader vytvořených buněčným dělením (mitózou), které vláknu umožňují růst v průběhu vývoje. Každý svalové vlákno se dělí na další vlákna zvaná myofibrily. Mohou být rozděleny do příčných částí (sarkomery), které dávají příčně pruhovanému kosternímu svalu jméno. Vzor pochází z myosinových a aktinových / tropomyosinových vláken: velmi jemná vlákna, která střídavě klouzají do sebe podle principu zipu. Hladký sval má také sarkoplazmatické retikulum; funguje podobně, ale jeho struktura není tak jasně rozdělena na jednotlivé jednotky. Hladký sval místo toho tvoří rovný povrch. Sarkoplazmatické retikulum je podobné endoplazmatickému retikulu (ER), což je vnitřní membránový systém v jiných typech buněk. Biologie rozlišuje mezi hladkou ER a hrubou ER; druhý má mnoho ribozomy na jeho povrchu. Tyto makromolekuly se syntetizují Proteinů podle plánu poskytnutého genomem. Sarkoplazmatické retikulum je hladké ER. Nejen svaly mají hladký ER, ale také orgány, jako je játra or ledvina.

Anatomie a struktura

Celkově sarkoplazmatické retikulum tvoří komplexní tubulární systém membrán. Nachází se v svalové vlákno nebo svalové buňky v sarkoplazmě. Sarkoplazmatické retikulum se šíří podél a obklopuje myofibrily, protože právě v jejich sarkomérech dochází ke skutečné svalové kontrakci. mitochondrie, které dodávají buňce energii ve formě ATP, jsou často v těsné blízkosti a stejně jako sarkoplazmatické retikulum leží v tkáni mezi jednotlivými myofibrilami. Membrány hladkého ER tvoří převážně tubulární struktury, ale také váčky nebo cisterny i vezikuly. Všichni mají uvnitř membrány vnitřní prostor, který biologie také nazývá lumen. Trubkový systém se může přizpůsobit potřebám tkáně změnou její struktury a rozšířením v určitých oblastech, vytvořením nových větví nebo spojením více kanálů dohromady.

Funkce a úkoly

V kontextu svalové kontrakce sarkoplazmatické retikulum pomáhá distribuovat přicházející nervové signály do svalového vlákna a pomocí vápník ionty, způsobí kontrakci svalu. To je spuštěno signálem z a nervové vlákno která končí u svalu. Neuronová informace může pocházet jak z mozek a od mícha, jehož prostřednictvím mnoho reflex jsou vzájemně propojeny. Na konci nervové vlákno je koncová deska motoru, která stejně jako koncové tlačítko na interneuronální synapse obsahuje vezikuly naplněné látkami posla (neurotransmitery). Neurotransmitery vstupují do volného prostoru, když elektrický impuls stimuluje koncovou desku motoru. V reakci na to biochemické molekuly přenášejí signál do svalové membrány, kde otevírají iontové kanály, což vyvolává změnu náboje buňky. Změna náboje se šíří sarkolemou a T-tubuly. T-tubuly jsou trubičky, které jsou kolmé na myofibrily; v tomto případě jsou umístěny na Z-discích sarkomér a jsou spojeny se sarkoplazmatickým retikulem. Když napětí dosáhne sarkoplazmatického retikula, uvolní se uložené vápník ionty. Ty se hromadí na vláknu aktin-tropomyosin a dočasně mění jeho strukturu; ve výsledku mohou konce myosinových vláken tlačit dále mezi vlákna aktin-tropomyosin. Tímto způsobem se sval zkracuje. Ionty vápníku se neváží trvale na komplex aktin-tropomyosin, ale následně se oddělí. Následně sarkoplazmatické retikulum reabsorbuje nabité částice do svých cisteren, aby bylo možné postup opakovat během další stimulace. Čerpadla v membráně trubicového systému získávají ionty vápníku v procesu. Kromě toho, stejně jako endoplazmatické retikulum v jiných buňkách, sarkoplazmatické retikulum podporuje distribuce látek v sarkoplazmě, v jistém smyslu sloužící jako dálnice pro dopravu molekuly.

Nemoci

Nedostatečná funkčnost sarkoplazmatického retikula je spojena s různými svalovými chorobami a komplikacemi. Jedním z příkladů je maligní hypertermie, ke kterému může dojít v důsledku lékařské péče anestézie. Vyznačuje se svalovou rigiditou (přísností), překyselení (metabolické acidóza), tachykardie, zvýšil uhlík oxid v krev nebo v dechu kyslík deprivace a křeč žvýkacího svalu (u žvýkacího svalu, žvýkacího křeče). Příznaky jsou způsobeny nekontrolovaným uvolňováním iontů vápníku ve svalovém vlákně, načež se tkáň stahuje, jako by při dobrovolném podráždění, buňka rychle trpí nedostatkem energie a produkuje velké množství tepla a uhlík oxid uhličitý. Výsledkem jsou různé klinické příznaky, včetně rozpadu svalových vláken (rhabdomyolýza). Příčina maligní hypertermie je genetická predispozice, která vede ke změnám receptorů. The správa určitých anestetik vyvolává chybnou reakci, a proto medicína v této souvislosti hovoří také o spouštěcích látkách. V myofasciální bolest syndromu, dochází ke ztvrdnutí ve svalové tkáni, známé také jako spouštěcí body. Ztvrdnutí je způsobeno prodlouženou kontrakcí svalů: kvůli nedostatečnému zásobení postižené oblasti není endoplazmatické retikulum schopné pumpovat uvolněné ionty vápníku zpět do svého nitra. Ionty jsou tak stále k dispozici a zajišťují pokračování svalové kontrakce.